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鰲離子交換

發布時間:2025-01-04 03:00:06

離子交換層析和親和層析都可以用來分離所有的蛋白質嗎哪種的效果更好

這個你問的太籠統了,方法沒有最好的,只有最合適的

蛋白的分離純化無非是利用版目標蛋白和權別的蛋白不同進行分離,這包括分子量大小,電荷,極性等特性的不同,此外包括別的特性,特別是酶例如酶需要輔酶象蘋果酸 脫氫酶,或者底物,酶抑制劑,金屬離子等,那相對應的純化方法有凝膠過濾,離子交換,疏水層析,後面的可以分別把底物,酶抑制劑,金屬離子偶聯或鰲合到介質上做親和介質,而象果酸脫氫酶也可以用染料親和的辦法,因為染料的結構和NAD類似。糖蛋白可以用凝集素親和或者苯硼酸瓊脂糖親和分離等方法,總之要盡 量多知道目標蛋白的特性和了解各種分離的手段,就很容易找到最有效的分離純化的方法。

Ⅱ 工業廢水處理常用的方法有哪些

廢水的處理方法包括物理法、化學法和生物法。
物理法就是利用物理作用,使呈懸浮狀態的雜質從水中分離出來。物理法在處理廢水過程中不改變水的基本化學性質。如沉澱、過濾、反滲透、氣浮、離心、蒸發等工藝均屬於物理法的范疇。
向廢水中投加某些化學葯劑,利用其產生的化學反應來分離、轉化、分解或回收廢水中的污染物,使其轉化為無害物的方法稱為化學法。常用的化學法有混凝、中和、吸附、氧化還原,離子交換等。
利用水中微生物的新陳代謝功能,將水中的有機物分解,轉化為無害物,使廢水得到凈化的方法稱為生物法。如活性污泥、生物膜、自然生物處理等均屬於生物法。

Ⅲ 如何用離子交換法處理含銅電鍍廢水

離子交換樹脂
離子交換樹脂除銅效果頗佳,樹脂法處理含高濃度氨銅漂洗液已見報道;也有工廠採用弱
酸性陽離子交換樹脂處理酸性硫酸鹽鍍銅漂洗廢水;有些企業用強鹼性陰離子交換樹脂處
理焦磷酸鹽鍍銅廢水,使部分水循環利用[6]。另外鰲合樹脂具有選擇性好、吸附容量
大、快速等優點受到水處理專家的青睞,許多研究者合成了多種多樣的鰲合樹脂用於銅的
去除和回收,宋吉明等[7]利用鈉型氨基磷酸鰲合樹脂使得處理後的出水Cu2+的質量濃度不大於0.015mg/L,M.R.Lutfor等[8]通過將聚丙烯晴嫁接在澱粉上制備含氨基功能團的鰲合樹脂,在pH值為6時對銅的吸附能力高達3.0mmol/g,並且交換速度快。然而由於這些鰲合樹脂價格昂貴,大多停留在試驗階段,較少在工業中大規模應用。
離子交換纖維:
離子交換纖維是近年來發展較快的一種離子交換新材料,在重金屬廢水處理領域也有較大的發展。改性聚丙烯腈纖維對電鍍廢水中銅的吸附研究表明,含銅電鍍廢水經改性聚丙烯腈纖維吸附後,銅離子的含量顯著低於國家排放標准[9]。近年來天然纖維研究成為熱點,天然纖維價格低廉,來源廣泛,是一種很有前途的離子交換劑,利用椰子外殼,棕櫚纖維和稻米外殼等天然纖維去除重金屬離子的研究效果很好。

Ⅳ 離子交換樹脂有哪幾種

離子交換樹脂的基本類型

1、強酸性陽離子樹脂

這類樹脂含有大量的強酸性基團,如磺酸基-SO3H,容易在溶液中離解出H+,故呈強酸性。樹脂離解後,本體所含的負電基團,如SO3-,能吸附結合溶液中的其他陽離子。這兩個反應使樹脂中的H+與溶液中的陽離子互相交換。強酸性樹脂的離解能力很強,在酸性或鹼性溶液中均能離解和產生離子交換作用。

樹脂在使用一段時間後,要進行再生處理,即用化學葯品使離子交換反應以相反方向進行,使樹脂的官能基團回復原來狀態,以供再次使用。如上述的陽離子樹脂是用強酸進行再生處理,此時樹脂放出被吸附的陽離子,再與H+結合而恢復原來的組成。

2、弱酸性陽離子樹脂

這類樹脂含弱酸性基團,如羧基-COOH,能在水中離解出H+而呈酸性。樹脂離解後餘下的負電基團,如R-COO-(R為碳氫基團),能與溶液中的其他陽離子吸附結合,從而產生陽離子交換作用。這種樹脂的酸性即離解性較弱,在低pH下難以離解和進行離子交換,只能在鹼性、中性或微酸性溶液中(如pH5~14)起作用。這類樹脂亦是用酸進行再生(比強酸性樹脂較易再生)。

3、強鹼性陰離子樹脂

這類樹脂含有強鹼性基團,如季胺基(亦稱四級胺基)-NR3OH(R為碳氫基團),能在水中離解出OH-而呈強鹼性。這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結合,從而產生陰離子交換作用。

這種樹脂的離解性很強,在不同pH下都能正常工作。它用強鹼(如NaOH)進行再生。

4、弱鹼性陰離子樹脂

這類樹脂含有弱鹼性基團,如伯胺基(亦稱一級胺基)-NH2、仲胺基(二級胺基)-NHR、或叔胺基(三級胺基)-NR2,它們在水中能離解出OH-而呈弱鹼性。這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結合,從而產生陰離子交換作用。這種樹脂在多數情況下是將溶液中的整個其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性條件(如pH1~9)下工作。它可用Na2CO3、NH4OH進行再生。

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Ⅳ 螯合樹脂吸附重金屬的原理及其優勢是什麼

螯合樹脂的功能基團上的原子和金屬離子發生配位反應,產生配位共價鍵,形成結構穩內定的螯合物,和離子容交換樹脂的原理不同,離子交換樹脂是用靜電作用和金屬離子結合。因此螯合樹脂與金屬離子的結合更穩定,特異性選擇更好,應用也更加廣泛。
一般來講,螯合樹脂的優勢體現在處理精度更高,吸附量大,可以低濃度廢水進行深度處理且濃縮比高。

Ⅵ 純化生物產品的得率是如何計算的

生物葯物的提取純化技術

第一節 概述
一、生物葯物的特點及純化方法
許多生物葯物具有生物活性,其穩定性受pH,一溫度、離子強終提取過程所使用的溶劑和表面活性劑、金屬離子等方面的嚴件物葯物對剪切力很敏感,分子量越大,其穩定性就越差,在甘離純化過程中,條件就應當越溫和。一些組分的濃度非常低。但是生物葯物產品的純度卻要求很高,含量要達到95%甚至98%以上。結晶態產品最好,葯物還應具有正常的顏色、穩定性和溶解速率。
生物葯物的制備,如蛋白質制備,涉及物理、化學和生物學知識。其主要原理有兩個方面:一是利用混合物中組分分配率差別,把它們分配於可機械分離的兩個或幾個物相中,如鹽析、有機溶劑提取、層析和結晶等;二是將混合物置於單一物相中,經物理力場作用使各組分分配於不同區域而達分離目的,如電泳、超離心、超濾等。相互分離主要利用蛋白間各種性質的微小差別,諸如分子形狀、分子量大小、帶電性質、溶解度、生物功能專一性等,制備方法可按這些主要因素進行分類。按分子大小和形態分差速離心、超濾、分子篩及透析等方法;按溶解度分為鹽析、溶劑抽提、分配層析、逆流分配及結晶等;按電荷差異分為電泳、電滲析、等電點沉澱、離子交換層析及吸附層析等;按生物功能專一性有親合層析法等。
蛋白分離純化比較困難。需要研究目的物質的微細特徵,巧妙聯用各種方法並進行嚴密的操作,並有必要了解精製過程的精製程度和回收率。具有活性的蛋白可利用吸收光譜等物理性質或以相當於單位氮活性增加進行追蹤;其他蛋白可用電泳、超離心、層析、擴散及溶解等測定純度;不穩定蛋白,如分離SH-酶時,使用試劑及緩沖液等要確認不含重金屬離子(特級試劑也需檢定)。
蛋白質純化的操作如脫鹽、濃縮乾燥等均與低分子物不同,須經獨特的繁瑣操作。
提純蛋白和酶時常混有核酸或多糖,一般可用專一性酶解、有機溶劑抽取及選擇性部分沉澱等法處理。小分子物質常在制備中經多次液相與固相轉化被分離或最後用透析法除去。而同類物質分離,情況則復雜得多。主要採用鹽析、有機溶劑沉澱,等電點沉澱、吸附、結晶、電泳、超離心及柱層析法等。其中,鹽析、等電點及結晶法用於蛋白質和酶的提純較多;有機溶劑抽提和沉澱用於核酸提純較多;柱層析、梯度離心對蛋白和核酸的提純應用十分廣泛。
蛋白分離純化方法很多。 Bonnerjea 等人對有關蛋白和酶的分離純化方法及其特徵進行了分析,發現主要有10種方法,它們的出現頻率為:

離子交換 75%
親和過程 60%
沉 淀 57%
凝膠過濾 50%
其 它 <33%

目前尚無一種方法可用以純化各種蛋白質,但每種蛋白質都可設法分離純化。選擇純化方法,需要考慮到純度、活性、得率等。
二、提取純化的單元操作和基本工藝流程
生物葯物的提取和純化可分為5個主要步驟:預處理、固液尹離產縮、純化和產品定型(乾燥,制丸,擠壓,造粒,製片)每一步驟都可採用各種單元操作。在提取純化過程中,要盡可能減少操作步驟,因為每一操作步驟都不可避免帶來損失。操作步驟多,總收率就會下降。生物葯物提取工藝流程的基本模式如1-1所示。根據主要分離因素排列的單元分離范圍見圖1-2。

圖1-1 生物葯物提取工藝流程的基本模式
表1-1根據主要分離因素排列的單元分離范圍

三、提取純化單元操作技術的特點
現代生物制葯領域提取純化技術的進步得益於生化分析分離技術開拓性工作的成果汾離純化技術的特點之一是各種技術產互交叉,新型的分離純化方法不斷涌現。如沉澱技術和親和技夢相結合•形成了親和沉澱技術;超濾和親和技術相結合,形成了嚴和超濾技術;萃取與載體膜相結合,形成了液膜載體萃取法。這種新方法取長補短,使分離純化過程更加科學合理、快速有效、經濟實用。盡管有些方法仍處於實驗室的試驗階段,要用於工業規模還需要進一步探索,有的甚至沒有實用價值,但都可為今後的產展提供新的思路。
生物葯物提取純化技術的另一特點是注重新材料的研製開發如膜分離介質,層析介質,親和配基,新型萃取劑等在最近幾年來發展非常快。提取純化設備方面推陳出新,在設備的計算機控制及生產自動化,連續化及GMP規范化等方面取得很大的成就。
膜過濾技術發展很快,分為微濾、超濾和納濾,不僅用於細胞的分離,還用於蛋白質的濃縮。超濾技術的主要特點是節能,對生物大分子類葯物無破壞作用。液一液萃取廣泛應用於抗生素及小分子量葯物的提取。溶劑選擇的餘地大,且易實現大規模生產。高速離心式液體萃取機是目前效率最高,使用最廣的裝置。液一液萃取技術還衍生出許多新的萃取技術,如雙水相萃取,親和萃取,超臨界萃取等。雙水相萃取蛋白質類葯物是大規模提取高純度蛋白質類葯物的有效技術。而超臨界界萃取利用超臨界流體的物理特性,即通過壓力和溫度的改變控制溶質在溶劑中的分子擴散能助,控制溶質的溶解度,從而實現分離。
層析(色譜)技術是最近幾十年來發展最快的純化技術。層析裝置的種類很多,且分離純化機理也各不相同,適應於許多葯物產品的分離純化。離子交換色譜是應用最廣,且易於實現大規模生產的方法。應用於抗生素、氨基酸、核昔酸、蛋白質的提取和純化。分子篩層析根據分子量大小不同的原理,適應於蛋白質類葯物的純化。層析分離技術的最高層次當屬基於分子識別的技術如親和層析。這一技術已衍生出一大批新的技術,如免疫親和層析、染料親和層析、金屬離子鰲合層析。疏水性層析是基於分子的疏水性能來分離純化的。高效液相色譜法本是分析化學的常用手段,現已將其擴展到生物葯物的分離純化的應用中。有些設備僅可進行分析,有的還可用於分離純化,在新葯開發的過程中,縮短了分離純化所需時間。
與層析技術同步發展的各種分離介質是層析分離的技術保障,商品化的預裝柱、緩沖劑、計算機程序控制還使操作變得簡單易學。置換層析與洗脫層析不同,是指吸附在層析柱上的一種組分被另一種置換劑(與層析上的介質的親和力大於原被吸附的組分)置換出層析柱的層析技術。該技術有上樣量高,解析度高的特點。被分離的樣品在分離過程中還有濃縮作用。
總之,隨著科技的發展,新的分離、提取、純化技術還將不斷得到改進。

四、提取純化的工藝論證
我國1992年修訂了GMP,要求從1993年3月1日以後新建或改建的葯廠,均要符合GMP的要求。1994年開始了各項驗證,其中工藝論證是關鍵的一個不可缺少的組成部分.產品的純化是生產過程中關鍵的一步。這涉及到葯物的質量。所謂工藝驗證,就是通過系統的方法得到關於生產工藝的書面材料,證明並保證生產過程能始終如一地生產出特定的高質量的產品。提取純化處理工藝驗證的范圍包括:廠房設施、工程儀表、機械設備、生產環境、工藝條件、計算機軟體、介質、原材料、半成品、成品、操作人員素質和測試方法等。以上各個部分都要有驗證材料或試驗數據,根據這些材料和數據寫出驗證報告。當工藝的某一部分有較大變動時(如大修、工藝條件變化),要進行重新驗證,即再驗證.再驗證是針對某一部分的行動,而不是整個工藝過程的驗證.因此比較簡單、快速、易行。驗證的實施過程包括以下步驟:提出驗證要求,組織驗證小組,制定驗證方案,實施驗證試驗,寫出驗證報告,再驗證等。
現以生物制葯純化最常用的層析工藝為例,說明驗證試驗的過程。首先對層析設備進行安裝驗證,即在不通電源的情況下,根具設備說明書查看安裝是否正確,並對接線、管路連接、安放地點、輸人電壓等逐項檢查,無誤後,再進行運轉試驗.接通電源後,觀察電機、泵、監測器、信號系統、閥、壓力、溫度等是否正常.泵的輸出流量要經過校正,監測波長也要校正,運轉3-5次後,未見漏液、氣泡等,一切正常,方可正式運轉。層析柱是整個層析工藝的關鍵設備,要根據出廠標准,逐項驗證,如載體外觀、顆粒大小(用顯微鏡測量)、柱效率、解析度、回收率、有無污染等.如更變層析柱或層析柱填料,要對新層析柱進行重新驗證。總之,工藝驗證是一項技術性很強,無固定章程可循,既費力,又耗時、耗材的工作.
高科技生物葯物的生產工廠,已有「交鑰匙工程」。所謂交鑰匙工程,就是將整個工廠組裝在高強度的,便於運輸的鋼制建築結構內,整個建築要達到潔凈標准,所有的生產設備和公用設施都安裝到位。在用戶在場的情況下,要對整個工廠進行發貨前的試運轉及鑒定。然後,整個工廠的生產設備和公用設施直接運輸到用戶的廠址,在各車間組裝後,與當地的水、電、下水道等系統及倉庫對接,立即就可以投人生產。

五、生物葯物生產的屏蔽防護技術
(Containment technology)
一些葯物,如抗癌葯,往往對生物活細胞具有毒性,因此必須對中試或大生產的全過程設置屏蔽防護裝置.1984年,Flickinger等就提出了中試和生產規模細胞毒素劑的安全生產裝置的設計概念,其基本要求是:人員進出口要加以控制;在工作場所保持負壓(一級、二級或三級生物密封室):空氣的排放必須通過HEPA過勝器;對有煙霧產生的設備要有附加的屏蔽防護裝置;有適當的個人防護措施;生產過程中所排放的廢物要有生物學或化學的除污方法;對工作人員進行醫療監測;環境監測。

六、純化工藝過程的質量控制
生物葯物純化工藝技術要求高,應盡可能選用高質量的設備,並要求有清潔的各級GMP廠房。純化方法的設計應考慮到盡可能去除污染病毒、核酸、宿主細胞雜蛋白、糖及其他雜質;要防止純化過程中帶人有害物質.如採用柱層析技術純化,應提供填料的質量認證證明(IS09001證書),並證實從柱上不會掉下有害物質。樣品上樣前應除熱原質等。若用親和層析技術(以單克隆抗體品作為配基),應有檢測可能污染此類外源性物質的方法,不應含有可測出的異種免疫球蛋白,柱層析配製溶液用水一律用超純水(Milli Q水)。
關於純度的要求,可視產品的來源、用途和用法而制定,例如經反復多次使用的真核細胞表達的製品,要求純度達到98%以上;多次使用的原核細胞表達的製品要達95%以上;外用製品的純度可降低要求。用於健康人群或用於重症患者,對純度要求各不相同.
純化工藝的每一步均應測定純度,計算提純倍數收率等。純化工藝過程中應盡量避免加人對人體有害的物質,若不得不加人,應設法除盡;並在最終產品中檢測殘留量,殘留量應遠遠低於危害劑量,還要考慮到多次使用的積蓄作用。
附:基因工程α一型干擾素制備及質,控制要點
干擾素是一組多功能的細胞因子,分為干擾素α、干擾素β、和干擾素γ。干擾素α為多基因產物。分為許多亞型,都是由許多氨基酸殘基組成的多膚。人干擾素γ是一種免疫干擾素,是由100多個氨基酸殘基組成的多肽,天然產品是一種糖蛋白,兩處有糖基化位點.
發酵後可用離心法或其他方法收集菌體,要求盡可能縮小操作的范圍,凡接觸過菌液的用具,如離心杯、轉頭和玻璃器皿等應浸泡新潔爾滅殺菌1h以上,才可清洗。離心後的廢棄液經殺菌後才能倒人下水道。收獲的菌種如在24h內破菌裂解,可放在4-80C,否則應凍存於_30'C以下的冰箱中,在一300C保存的菌體可使用6個月。將收獲的菌體用適當的緩沖液做成所需濃度的均勻懸液,可用物理、化學或生物學方法進行裂解,裂解後的菌液,可用高速離心沉澱或其他適當方法分離,上清液即為粗製干擾素。不得用對人體有害的化學試劑裂解菌體,用加酶或其他蛋白裂解菌體時,應在半成品內證明此種蛋白的含量在允許的范圍內,對製品安全及效果沒有影響,並提供檢測方法.
濃縮與純化方法應能去除絕大部分非干擾素物質。一般要用不同原理多步驟的純化方法,並使干擾素濃縮至一定程度,應詳細說明濃縮純化的全過程。在純化過程中不得加人對人體有害的物質,加入的物質應能在以後的純化過程中被去除或證明其濃度在允許的范圍內,不得影響製品的安全與效果。如用異種抗體親和層析純化,應說明其來源及純度,並提供此種抗體微量IgG的檢測方法,在半成品檢定中應測定IgG的含量,並確定允許濃度。制備注射用製品時濃縮純化過程應特別注意去除熱原質,並採取措施防止溶液、試劑和容器污染,而造成製品熱原質增加。
濃縮純化最後所得的純化干擾素即為「半成品原液」,取樣供作純度檢定後,立即加人人白蛋白,使其最終含量為2%,稱為加「白蛋白半成品」,取樣測定干擾素效價,保存在一300C,應盡量避免凍融,直到制劑配製時才取出融化、合並、離心、除菌過濾、制備成品,「加白蛋白半成品」在一300C下保存不得超過半年。
制劑配製:除菌過濾採用0.3μm薄膜,過濾後樣品應做無菌試驗,並取樣測定干擾素效價,根據除菌樣品的效價測定結果,將讓述無菌試驗合格的「加白蛋白半成品」用無菌的2 %白蛋白緩沖液稀釋至所需濃度,不得加防腐劑,稀釋後的「加白蛋白半成品」需做熱原測定、效價測定和無菌試驗。
冷凍乾燥:凍干工藝應不損害干擾素的活性,並使凍干後製品的水分達到一定的標准。
基因工程干擾素分注射用和外用兩種.其質量標准不同,應分別予以規定。每種製品又分為半成品和成品檢定.

Ⅶ 關於污水處理的方法有哪些

按作用來分類:

1、物理性方法

主要用物理原理對污水中的物質進行分離處理的一種方法,主要將污水中非溶解性的物質給分離出來,在處理的過程中是不會改變其化學的性質的。經常用的具體方法包括使用重力進行分離,使用離心力進行分離,反滲透的方法以及氣浮法等。使用無理的方法一般構築比較的簡單且成本低,適合那些容量大且要求處理程度不高的污水。

2、生物性方法

這個方法主要是在污水中加入一些微生物,利用其代謝的功能將污水中那些膠狀或溶解有機物給氧化為比較穩定的無機的物質,這樣就使得污水被凈化,這種方法的污水處理具體包括有活性的污泥法以及生物膜法,其處理的程度比起物理法來要更高。

3、化學性方法

這種方法就是利用化學的反應將污水中膠狀及溶解物來進行處理,大多會用於對工業性污水的處理,其具體的方法包括混凝法,中和法,離子交換以及氧化還原等,這種方法來處理污水會有著很好的效果,但是費用也比較高。

按程度來分類的處理方法

1、一級

一級程度的處理主要需要將污水中那些懸浮的固體物給去除掉,因此一級程度的處理多數使用物理性的方法就能夠達到要求,經過一級程度的處理後,污水BOD只有百分之三十左右,是達不到規定排放的標準的,因此一般還需要經過二級程度的處理,通常會將一級處理作為一種預處理的方式。

2、二級

二級程度的處理主要就是需要去除掉污水中膠狀的溶解的有機物,通常做二級程度的處理時大多會使用生物性的方法,其去除率一般可以達到百分之九十左右,經過了二級程度處理後,一般就能達到規定排放的標准了,並且出水的效果都比較好。

3、三級

在某些污水中可能會含有氮磷等難以降解的特殊物質,這是就需要對污水進行三級程度的處理,三級處理主要使用化學性的方法,比如用生物來脫氮及除磷,用活性炭進行吸附,用混凝法沉澱等,三級處理是更加深度的一種處理方式,能夠進一步去除氮磷等物質。

Ⅷ 污水處理的方法有哪些

處理污水,首先要了解清楚污水的類型,污水的水質情況,以及污水的水量及處理要求。
針對於現階段的污水處理,總結出以下幾點方法。
1、物理法
物理法污水處理就是利用物理作用,分離污水中主要呈懸浮狀態的污染物,在處理過程中不改變水的化學性質。
⑴沉澱(重力分離)
污水流入池內由於流速降低,污水中的固體物質在中立的作用下進行沉澱,而使固體物質與水分離。
這種工藝分離效果好,簡單易行,應用廣泛,如污水處理廠的沉砂池和沉澱池。沉砂池主要去除污水中密度較大的固體顆粒物,沉澱池則主要用於去除污水中大量的呈顆粒狀的懸浮固體。
⑵篩選(截流)
利用篩濾介質截流污水中的懸浮物。屬於砂濾處理的設備有格柵、微濾機、砂濾池、真空濾機、壓濾機(後兩種主要用於污泥脫水)等。
⑶氣浮(上浮)
對一些相對密度接近於水的細微顆粒,因其自重難於在水中下沉或上浮,可採用氣浮裝置。此法將空氣打入污水中,並使其以微小氣泡的形勢由水中析出,污水中密度近於水的微小顆粒狀污染雜質(如乳化油)黏附到氣泡上,並隨氣泡升至水面,形成泡沫浮渣而去除。根據空氣打入方式的不同,氣浮設備有加壓溶汽氣浮法、葉輪氣浮法和射流氣浮法等。為提高氣浮效果,有時需要向污水中投加混凝劑。
⑷離心與旋流分離
使含有懸浮固體或乳化油的污水,由於懸浮固體和廢水的質量不同,受到的離心力也不同,質量大的懸浮固體被拋甩到污水外側,這樣就可使懸浮固體和污水分別通過各自的排出口排出設備之外,從而使污水得以凈化。
2.化學法
污水的化學處理方法就是向污水投加化學物質,利用化學反應來分離回收污水中的污染物,或是其轉化為無害物質。屬於化學處理法的有以下幾種。
⑴混凝法
混凝法是向污水中投加一定量的葯劑,經過脫穩、架橋等反應過程,使污水中的污染物凝聚並沉降。水中呈膠體狀態的污染物質通常帶有負電荷,膠體顆粒之間互相排斥形成穩定的混合液,若水中帶有相反電荷的電解質(混凝劑)可使污水中的膠體顆粒改變為呈電中性,並在分子引力作用下,凝聚成大顆粒下沉。
⑵中和法
用化學方法消除污水中過量的酸和鹼,使其pH值達到中性左右的過程稱為中和法。處理含酸污水以鹼作為中和劑,處理含鹼污水以酸作為中和劑,也可以吹入含CO2的煙道氣進行中和。酸和鹼均指無機酸和無機鹼,一般依照「以廢制廢」的原則,亦可採用葯劑中和處理,可以連續進行,也可間歇進行。
⑶氧化還原法
污水中呈溶解狀態的有機物和無機物,在投加氧化劑和還原劑後,由於電子的遷移而發生氧化和還原作用形成無害的物質。常用的氧化劑有空氣中的氧、純氧、漂白粉、臭氧、氯氣等,氧化法多用於處理含氰含酚廢水。常用的還原劑則有鐵屑、硫酸亞鐵、亞硫酸氫鈉等,還原法多用於處理含鉻、含汞廢水。
⑷電解法
在廢水中插入電極並通過電流,則在陰極板上接受電子。在水的電解過程中,陽極上產生氧氣,陰極上產生氫氣。上述綜合過程使陽極上發生氧化作用,在陰極上發生還原作用。目前電解法主要用於處理含鉻及含氰廢水。
⑸吸附法
污水吸附處理主要是利用固體物質表面對污水中污染物質的吸附,吸附可分為物理吸附和生物吸附等。物理吸附是吸附劑和吸附質之間在分子力作用下產生的,不產生化學變化,而化學吸附法則使吸附劑和吸附質在化學鍵力作用下起吸附作用的,因此化學吸附選擇性較強。此外,在生物作用下也可產生生物吸附。在污水處理中常用的吸附劑有活性炭、磺化煤、硅藻土、焦炭等。
⑹化學沉澱法
向污水中投加某種化學葯劑,使它和某些溶解物質產生反應,生成難溶鹽沉澱下來。多用於處理含重金屬離子的工業廢水。
⑺離子交換法
離子交換法在污水處理中應用較廣。使用的離子交換劑分為無機離子交換法(天然沸石和合成沸石)、有機離子交換樹脂(強酸性陽離子樹脂、弱酸性陽離子樹脂、強鹼性陰離子樹脂、弱鹼性陰離子樹脂、鰲和樹脂等)。採用離子交換法處理污水時,必須考慮樹脂的選擇性。樹脂對各種離子的交換能力是不同的,這主要取決於各種離子對該種樹脂親和力的大小,又稱選擇性的大小,另外還要考慮到樹脂的再生方法等。
⑻膜分離法
滲析、電滲析、超濾、微濾、反滲透等通過一種特殊的半滲透膜分離水中的離子和分子的技術,統稱為膜分離法。電滲析法主要用於水的脫鹽,回收某些金屬離子等。反滲透作用主要是膜表面化學本性所起的作用,他分離的溶質粒徑小,除鹽率高,所需的工作壓力大;超濾所用的材質和反滲透相同,但超濾是篩濾作用,分離溶質粒徑大,透水率高,除鹽率低,工作壓力小。
3、生物法
污水的生物膜法就是採取一定的人工措施,創造有利於微生物生長、繁殖的環境,使微生物大量增殖,以提高微生物氧化、分解有機污染物被降解並轉化為無害物質,使污水得以凈化。
生物處理法可分為好氧處理法和厭氧處理法兩類。前者處理效率高,效果好,使用廣泛,是生物處理的主要方法。屬於生物處理法的工藝有以下幾種。
⑴活性污泥法
是當前應用最廣泛的一種生物處理技術。將空氣連續鼓入含有大量溶解有機污染物的污水中,經過一段時間,水中既形成繁殖有大量好氧型微生物的絮凝體—活性污泥,
活性污泥能夠吸附水中的有機物,生活污水在活性污泥上的微生物以有機物為食料,獲得能量,並不斷省長增殖,有機物被分解、去除,使污水得以凈化。一般經曝氣池處理的出水是含有大量活性污泥的污水—混合液,經沉澱分離,水被凈化排放,沉澱分離後的污泥作為種泥,部分迴流到曝氣池。活性污泥法自出現以來,經過80多年的演變,出現了各種
活性污泥法的變法,但其原理和工藝過程沒有根本性的改變。
(2)普通活性污泥法
這種方法已被廣泛使用,是許多污水處理廠的常用工藝。傳統活性污泥法是將污水和迴流污泥從曝氣池首段引入,呈推流式至曝氣池末端流出,此法適用於處理要求高、水質較穩定的污水,但對負荷的變動適應性較弱,後來在此基礎上產生了一些改良形式。
⑶多點進水法
為了使槽內有機負荷接近一定值,把污水從幾個點分開流入,有利於解決超負荷問題。
⑷吸附再生法
接觸槽內活化的活性污泥吸附污染物質,污泥與水分離後,在曝氣槽內把吸附的污染物質進行氧化。該法有利於增加污水處理量,有一定的抗擊沖擊負荷能力。
⑸延時曝氣法
污水在曝氣池內延長曝氣時間,有利於完全氧化,污泥量少,該法適用於小型污水處理廠。
⑹厭氧-缺氧
-好氧活性污泥法在常規活性污泥法去除有機污染物的同時,為了能有效的去除氮磷等營養物質,人們把厭氧、缺氧、好氧狀況組合到活性污泥法中,使厭氧-缺氧-好氧狀況在反應曝氣池內同時存在或反復周期實現,形成了厭氧-缺氧-好氧活性污泥法。也有的工藝流程採用厭氧-好氧活性污泥法。
⑺間歇式活性污泥法
污水流至單一反應池中,按時間通過程序控制各過程。在反應池的一個工作周期,運行程序依次為進水、反應、沉澱、出水和待機等過程。該法適用於中小水量和出水水質較高的場合,有利於自動化控制;通過對運行的調整,該法也可進行除磷脫氮和化學處理,有利於污水回用
近年來,SBR工藝發展很快,尤其隨著儀表和自控技術與裝備的發展,間歇式活性污泥法新工藝不斷涌現,如CASS工藝、CAST工藝、IDEA工藝、MSBR
工藝以及UNITANK工藝等。
⑻AB法
該法是吸附降解工藝的簡稱,屬超高負荷活性污泥法,它是兩個活性污泥法的串聯系統,兩者各有獨立的二次沉澱池。該法抗沖擊負荷能力強,有利於除磷脫氮和化學處理,特別有利於處理濃度高、水質水量變化大的污水。
⑼氧化溝
氧化溝為連續環形曝氣池,其池較長,深度較淺。氧化溝系統是一種成本低廉、構造簡單易於維護管理的處理技術,其出水水質好,可進行脫氮,有利於延時曝氣。
4、生物膜法
使污水連續流經固體填料,在填料上就能夠形成污泥垢狀的生物膜,生物膜上繁殖大量的微生物,吸附和降解水中的有機污染物,能起到與活性污泥同樣的凈化污水作用。從填料上脫落下來死亡的生物膜隨污水流入沉澱池,經沉澱池澄清凈化。生物膜有多種處理構築物,如生物濾料、生物轉盤、生物接觸氧化和生物流化床等。
⑴生物濾池
生物濾池是以土壤自凈原理為依據發展起來的,濾池內有固定填料,污水流過時與濾料相接觸,微生物在濾料表面形成生物膜。
凈化污水裝置由提供微生物生長息棲的濾床、布水系統以及排水系統組成。生物濾池操作簡單,費用低,適用於中小城鎮和邊遠地區。生物濾池分為普通生物濾池、高負荷生物濾池和塔式生物濾池以及曝氣生物濾池等。
⑵生物轉盤
通過傳動裝置驅動生物轉盤以一定的速度在接觸反應池內轉動,交替的與空氣和污水接觸,每一周期完成吸附-吸氧-氧化分解的過程,通過不斷轉動,使污水中的污染物不斷分解氧化。生物轉盤流程中除了生物轉盤外,還有初次和二次沉澱池。生物轉盤的適應范圍廣泛,對生活污水和各種工業廢水都能適用,同時生物轉盤的動力消耗低,抗沖擊負荷能力強,管理維護簡便。
⑶生物接觸氧化
在池內設填料,使已經充氧的污水浸沒全部填料,填料上長滿生物膜,污水與生物膜接觸,水中的有機物被微生物吸附,氧化分解和轉化成新的生物膜。從填料上脫落的生物膜隨水流到二沉池後被去除,污水得到凈化。生物接觸氧化法對沖擊負荷有較強的適應能力,污泥產量少,可保證出水水質。
⑷生物流化床
採用相對密度大於1的細小惰性顆粒,如砂、焦炭、活性炭、陶粒等作為載體,微生物在載體表面附著生長,形成生物膜,充氧污水自上而下流動使載體處於流化狀體,生物膜與污水充分接觸。生物流化床處理效率高,能適應較大沖擊負荷,佔地小。
5、自然生物處理法
利用自然條件下生長繁殖的微生物來處理污水,形成水體-微生物-植物組成的生態系統,對污染物進行一系列的物理-化學和生物凈化,可對污水中的營養物質充分利用,有利於綠色植物生長,實現污水的資源化、無害化和穩定化。該法工藝簡單,建設與運行費用都較低,效率高,是一種符合生態原理的污水處理方式,但容易受自然條件影響,佔地較大。主要有水生植物塘、水生動物塘、土地處理系統以及上述工藝組合系統。穩定塘是利用塘水中自然生長的微生物處理污水,而在塘中生長的藻類的光合作用和大氣氧作用向塘中供氧。在穩定塘內污水停留時間長,其生化過程和自然水體凈化過程相似。穩定塘按其微生物反應類型分為好氧塘、兼性塘、厭氧塘和曝氣塘等。土地處理是以土地凈化為核心,利用土壤的過濾截留、吸附、化學反應和沉澱及微生物的分解作用處理污水中的污染物,土地上生長的農作物可充分利用污水中的水分和營養物。如污水農田灌溉就是一種土地處理方式。
6、厭氧生物處理法
利用兼性厭氧菌在無氧條件下降解有機污染物,主要用於處理高濃度難降解的有機工業廢水及有機污泥。主要構築物是消化池,近年來在這個領域有很大的發展,開創了一系列的新型高效厭氧處理構築物,如厭氧濾池、厭氧轉盤、上流式厭氧污泥床、厭氧流化床等高效反應裝置,該法能耗低且能產生能量,污泥量少。

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